[發明專利]一種炭加熱卷煙供熱體材料逐口燃燒放熱量的測量方法

有效

• 申請號: 201810387266.4
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108872145B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 張柯;王菁;雷萍;楊菁;鄧楠;張明建;湯建國;艾明歡;王樂;魯端峰;李斌
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院;云南中煙工業有限責任公司;上海新型煙草制品研究院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

一種炭加熱卷煙供熱體材料逐口燃燒放熱量的測量方法，其特征在于：利用可調諧二極管激光吸收光譜技術檢測炭供熱體在逐口抽吸過程中煙氣中的一氧化碳、二氧化碳、氧氣含量，進而獲得供熱體材料在該口抽吸中生成的一氧化碳、二氧化碳量和消耗的氧氣量，結合炭供熱體的低位熱值和元素分析數據，經過化學計量學推導和數學運算過程，即可得到該抽吸過程中供熱體材料的燃燒放熱量。本發明為有效測定供熱體材料在不完全燃燒時的放熱量提供了一種較為完整、可行的方案，同時可實現檢測炭供熱體逐口消耗量，為調整炭供熱體配方提供了一種技術手段。

技術領域

本發明涉及一種測量炭加熱卷煙供熱體材料燃燒放熱量的方法，具體是通過化學反應計量的方法，利用抽吸過程煙氣中一氧化碳、二氧化碳和氧氣等含量變化，計算出抽吸過程中供熱體逐口的放熱量，本發明屬于煙用材料質量檢測領域。

背景技術

隨著煙草業的發展，煙草制品也在不斷發生變化，近年來隨著人們對健康要求的提高和國內外控煙政策的日益嚴苛，傳統卷煙產品的銷量呈現下滑的趨勢，世界上幾大煙草公司都加大了對于新型煙草制品研發的投入。相比于其他新型煙草制品，炭加熱卷煙在產品外形、抽吸方式和感官體驗等方面最接近傳統卷煙，具有其獨特的價值和意義，因此其受到各大煙草公司的廣泛關注。

傳統卷煙的燃吸過程是一個經典的自持循環過程，煙氣中的香味物質和有害物質均來源于煙草燃燒、熱解及初始產物的二次反應等一系列復雜過程，而炭加熱卷煙是通過氣流加熱、輔材導熱和輻射傳熱等方式將熱量傳遞至煙草材料，從而釋放出煙堿和香味物質，因此炭加熱卷煙與傳統卷煙類似，煙氣的組成及濃度與燃吸過程中供熱體材料產生的熱量密切相關。

在煙支結構和輔材指標確定的前提下，供熱體的性質，尤其是燃燒特性對于炭加熱卷煙質量有非常重要的影響。燃燒熱通常是利用量熱法和熱分析法獲得，這些方法已應用于評價煙草原料的燃燒特性，然而針對炭加熱卷煙及其供熱體材料，由于其特殊結構和貧氧的燃燒環境，上述方法不適用于評價炭加熱卷煙供熱材料燃吸過程中釋放的熱量。

各類燃料燃燒消耗氧氣并產生二氧化碳、一氧化碳和水等，消耗的氧氣或生成的二氧化碳、一氧化碳和水與燃燒產生的熱量正相關。較傳統卷煙，炭加熱卷煙用的卷煙紙材料滲透系數很低，抽吸過程中空氣僅從煙支前段進入煙支，參與供熱材料的燃燒反應，并且燃燒煙氣不會經卷煙紙向外擴散。利用我們已經設計并實現的動態檢測卷煙煙氣組分的裝置和方法(CN201610998074.8、CN201610998097.9、CN201721224975.8、CN201710867881.0和CN201621220165.0等)，通過化學計量學便可計算出炭加熱卷煙供熱體材料的逐口燃燒熱。本專利為評價炭加熱卷煙供熱體燃燒特性態及研究放熱量與煙氣間的關系提供了一種新的方法。

發明內容

本發明主要解決的技術問題在于，針對炭加熱卷煙供熱體的結構及受限燃燒的特點，提供一種通過燃燒煙氣組分測量燃燒熱的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

利用可調諧二極管激光吸收光譜技術檢測炭供熱體在逐口抽吸過程中煙氣中的一氧化碳、二氧化碳、氧氣含量，進而獲得供熱體材料在該口抽吸中生成的一氧化碳、二氧化碳量和消耗的氧氣量，結合炭供熱體的低位熱值和元素分析數據，經過化學計量學推導和數學運算過程，即可得到該抽吸過程中供熱體材料的燃燒放熱量。該方案具體步驟包括：

1.使用元素分析儀測定供熱體材料的碳(ω_C)、氫(ω_H)、氧(ω_O)元素含量，根據元素分析結果，將炭供熱體的化學組成表達為CH_2mO_n，其中

使用氧彈量熱儀測定炭供熱體材料在完全燃燒時的燃燒熱值△H₁，單位kJ/g，該過程化學反應式為：